吸附树脂
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吸附树脂的合成
一 悬浮聚合法 二 后交联法 三 极性树脂合成法
悬浮聚合法: 单体—--- 二乙烯基苯 致孔剂--- 甲苯 200号汽油 引发剂----BPO 分散剂----明胶 纯水
后交联法
三 极性树脂合成法
吸附树脂的应用 (1)有机物的分离 ) 由于吸附树脂具有巨大的比表面, 由于吸附树脂具有巨大的比表面,不同的吸附树 脂有不同的极性,所以可用来分离有机物。例如, 脂有不同的极性,所以可用来分离有机物。例如,含 酚废水中酚的提取,有机溶液的脱色等等。 酚废水中酚的提取,有机溶液的脱色等等。
(2)在医疗卫生中的应用 ) 吸附树脂可作为血液的清洗剂。 吸附树脂可作为血液的清洗剂。这方 面的应用研究正在开展, 面的应用研究正在开展,已有抢救安眠 药中毒病人的成功例子。 药中毒病人的成功例子。
(3)药物的分离提取 ) 在红霉索、丝裂霉素、头孢菌素等抗菌素的提 红霉索、丝裂霉素、 已采用吸附树脂提取法。 取中,已采用吸附树脂提取法。由于吸附树脂不受溶 液pH值的影响,不必调整抗菌素发酵液的pH值,因 值的影响,不必调整抗菌素发酵液的 值 值的影响 此不会造成酸、碱对发酵液活性的破坏。 此不会造成酸、碱对发酵液活性的破坏。 用吸附树脂对中草药中有效成分的提取 中草药中有效成分的提取研究工作 用吸附树脂对中草药中有效成分的提取研究工作 正在开展, 人参皂甙、绞股兰、甜叶菊等的提取中 正在开展,在人参皂甙、绞股兰、甜叶菊等的提取中 已取得卓著的成绩。 已取得卓著的成绩。
在吸附树脂出现之前, 在吸附树脂出现之前,用于吸附目的的 吸附剂已广泛使用,例如活性氧化铝、 吸附剂已广泛使用,例如活性氧化铝、硅藻 白土和硅胶、分子筛、活性炭等。 土、白土和硅胶、分子筛、活性炭等。而吸 附树脂是吸附剂中的一大分支, 附树脂是吸附剂中的一大分支,是吸附剂中 品种最多、应用最晚的一个类别。 品种最多、应用最晚的一个类别。
(3)极性吸附树脂 ) 分子结构中含有酰胺基、亚砜基、 分子结构中含有酰胺基、亚砜基、腈基 等极性基团,这些基团的极性大于酯基。 等极性基团,这些基团的极性大于酯基。 (4)强极性吸附树脂 ) 强极性吸附树脂含有极性很强的基团, 强极性吸附树脂含有极性很强的基团, 如吡啶、氨基等。 如吡啶、氨基等。
吸附树脂出现于上一世纪 年代 吸附树脂出现于上一世纪60年代,我国于 上一世纪 年代, 1980年以后才开始有工业规模的生产和应用。 年以后才开始有工业规模的生产和应用。 目前吸附树脂的应用已遍及许多领域, 目前吸附树脂的应用已遍及许多领域,形成 一种独特的吸附分离技术。 一种独特的吸附分离技术。
吸附树脂手感坚硬,有较高的强度。 吸附树脂手感坚硬,有较高的强度。密度略大于 在有机溶剂中有一定溶胀性。 水,在有机溶剂中有一定溶胀性。但干燥后重新收 而且往往溶胀越大时,干燥后收缩越厉害。 缩。而且往往溶胀越大时,干燥后收缩越厉害。使用 中为了避免吸附树脂过度溶胀, 中为了避免吸附树脂过度溶胀,常采用对吸附树脂溶 胀性较小的乙醇、甲醇等进行置换,再过渡到水。 胀性较小的乙醇、甲醇等进行置换,再过渡到水。吸 附树脂必须在含水的条件下保存, 附树脂必须在含水的条件下保存,以免树脂收缩而使 吸附树脂一般都是含水出售的。 孔径变小。因此吸附树脂一般都是含水出售的 孔径变小。因此吸附树脂一般都是含水出售的。
吸附树脂内部结构很复杂。 吸附树脂内部结构很复杂。从扫描电子显微镜下 可观察到,树脂内部像一堆葡萄微球, 可观察到,树脂内部像一堆葡萄微球,葡萄珠的大小 约在0.06~0.5m范围内,葡萄珠之间存在许多空 范围内, 约在 ~ 范围内 隙,这实际上就是树脂的孔。研究表明葡萄球内部还 这实际上就是树脂的孔。 有许多微孔。 有许多微孔。葡萄珠之间的相互粘连则形成宏观上球 型的树脂。 型的树脂。正是这种多孔结构赋予树脂优良的吸附性 因此是吸附树脂制备和性能研究中的关键技术。 能,因此是吸附树脂制备和性能研究中的关键技术。
吸附树脂的结构 吸附树脂的外观一般为直径为0.3~ 吸附树脂的外观一般为直径为 ~1.0 mm 的小圆球,表面光滑, 的小圆球,表面光滑,根据品种和性能的不同 可为乳白色、浅黄色或深褐色。 可为乳白色、浅黄色或深褐色。
吸附树脂的颗粒的大小对性能影响很大。 吸附树脂的颗粒的大小对性能影响很大。 粒径越小、越均匀,树脂的吸附性能越好。 粒径越小、越均匀,树脂的吸附性能越好。 但是粒径太小,使用时对流体的阻力太大, 但是粒径太小,使用时对流体的阻力太大, 过滤困难,并且容易流失。 过滤困难,并且容易流失。粒径均一的吸 附树脂在生产中尚难以做到, 附树脂在生产中尚难以做到,故目前吸附 树脂一般具有较宽的粒径分布。 树脂一般具有较宽的粒径分布。
吸附树脂的分类 吸附树脂有许多品种, 吸附树脂有许多品种,吸附能力和所吸附物质的 种类也有区别。但其共同之处是具有多孔性, 种类也有区别。但其共同之处是具有多孔性,并具有 较大的表面积。吸附树脂目前尚无统一的分类方法, 较大的表面积。吸附树脂目前尚无统一的分类方法, 通常按其化学结构分为以下几类。 通常按其化学结构分为以下几类。
(1)非极性吸附树脂 ) 指树脂中电荷分布均匀, 指树脂中电荷分布均匀,在分子水平上不存在正 负电荷相对集中的极性基团的树脂。 负电荷相对集中的极性基团的树脂。代表性产品为由 苯乙烯和二乙烯苯聚合而成的吸附树脂。 苯乙烯和二乙烯苯聚合而成的吸附树脂。 (2)中极性吸附树脂 ) 这类树脂的分子结构中存在酯基等极性基团, 这类树脂的分子结构中存在酯基等极性基团,树 脂具有一定的极性。 脂具有一定的极性。
(4)在制酒工业中的应用 ) 酒中的高级脂肪酸脂易溶于乙醇而不溶于水 高级脂肪酸脂易溶于乙醇而不溶于水, 酒中的高级脂肪酸脂易溶于乙醇而不溶于水,因 此当制备低度白酒时,需向高度酒中加水稀释。 此当制备低度白酒时,需向高度酒中加水稀释。随着 高级脂肪酸脂类溶解度的降低, 高级脂肪酸脂类溶解度的降低,容易析出而呈浑浊现 影响酒的外观。 象,影响酒的外观。吸附树脂可选择性地吸附酒中分 子较大或极性较强的物质, 子较大或极性较强的物质,较小或极性软弱的分子不 被吸附而存留。 棕榈酸乙酯、 被吸附而存留。如棕榈酸乙酯、油酸乙酯和亚油酸乙 等分子较大的物质被吸附,而已酸乙酯、 酯等分子较大的物质被吸附,而已酸乙酯、乙酸乙 乳酸乙酯等相对分子质量较小的香味物质不被吸 酯、乳酸乙酯等相对分子质量较小的香味物质不被吸 附而存留,达到分离、纯化的目的。 附而存留,达到分离、纯化的目的。
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由于结构上的多样性, 由于结构上的多样性,吸附树脂可以根据实际用 途进行选择或设计, 途进行选择或设计,因此发展了许多有针对性用途的 特殊品种。这是其他吸附剂所无法比拟的。 特殊品种。这是其他吸附剂所无法比拟的。也正是由 于这种原因,吸附树脂的发展速度很快,新品种, 于这种原因,吸附树脂的发展速度很快,新品种,新 用途不断出现。 用途不断出现。吸附树脂及其吸附分离技术在各个领 域中的重要性越来越突出。 域中的重要性越来越突出。
第二章 吸附树脂
吸附树脂是在离子交换树脂基础上发展起来的 吸附树脂是在离子交换树脂基础上发展起来的 一类新型树脂,是指一类多孔性的、高度交联的高分 一类新型树脂,是指一类多孔性的、 子共聚物,又称为高分子吸附剂。 子共聚物,又称为高分子吸附剂。这类高分子材料具 有较大的比表面积和适当的孔径, 有较大的比表面积和适当的孔径,可从气相或溶液中 吸附某些物质。 吸附某些物质。